[发明专利]潜热存储器以及用于对内燃机进行温度处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于尤其机动车中的内燃机的潜热蓄热以及一种用于借助于潜热存储器对内燃机进行温度处理的方法。

背景技术

潜热存储器利用存储介质的可逆的热力学上的状态变化的热函比如固相与液相之间的相变的热函，用于以潜伏的也就是隐藏的热量的形式来储存热能。在给传统的潜热存储器的内容加载热量时，多数使作为存储介质的特殊的盐或者石蜡熔化，所述盐或者石蜡为此吸收很多热能也就是熔化热。因为这个过程是可逆的，所以所述存储介质在凝固时又刚好将这种热量释放出来。

在机动车中使用潜热存储器，用于储存在机动车的运行过程中产生的过剩的热量并且在需要时比如在冷起动时又提供这种能量。为了在较长的时间间隔里维持所述潜热存储器的载荷并且避免所储存的热量的意外的释放，所述存储介质必须典型地通过麻烦的隔热装置保持在其熔化温度之上。

DE 10 2007 045 163 A1提出一种用于机动车的内燃机的潜热存储器，对于该潜热存储器来说将过度冷却的过度饱和的能够再结晶的融解物用作存储介质，以便就这样可以放弃存储介质的热隔绝措施。

为了取走所储存的热量，在此提出，借助于发送脉冲的执行机构来通过机械能量的脉冲似的释放来触发再结晶。

因此，值得追求的是，能够在用于机动车的得到改进的潜热存储器中在没有麻烦的热隔绝措施的情况下在较长的时间间隔里储存热能并且能够在所期望的时刻可靠地取出所述热能。

发明内容

相应地设置了一种用于内燃机的潜热存储器，该潜热存储器具有用于在利用熔化过程的热函的情况下储存热量的能够结晶并且能够过度冷却的存储介质。所述存储介质的典型的熔化温度在此处于30与120℃之间。

在此使用一种存储介质，该存储介质对于大约-10℃到58℃的环境温度来说具有过度冷却的熔化物的状态。因此不需要麻烦的热隔绝措施，以避免所述存储介质在不受欢迎的时间再结晶并且意外地释放所储存的热量。

此外，所述潜热存储器包括用于在存储介质中提供晶种的晶种提供机构，用于在过度冷却的熔化物的状态中触发所述存储介质的结晶以释放所储存的热量。

因为所述晶种提供机构-与比如执行机构的声波和压力波不同-能够通过晶种的有针对性的提供在所期望的时刻可靠地触发再结晶，所以可以以所定义的方式来释放热量。

在另外的观点下面，本发明提供一种具有按本发明的潜热存储器的内燃机以及一种用于对内燃机进行温度处理的方法。在所述方法的第一步骤中，一般在使用机动车的存在的废热源的情况下使已结晶的存储介质熔化。

而后所述存储介质有时一直冷却到环境温度并且在这过程中过度冷却。为了释放所储存的热量，在存储介质中提供晶种，用于触发所述存储介质的结晶。

按照一种优选的改进方案，所述晶种提供机构包括用于在热方面与存储介质隔离的情况下在熔点之下保存晶种的隔离装置。这能够将所述存储介质的被隔离的部分在结晶的状态中作为晶种来保存，而比如在内燃机的运行中-其余的存储介质则被熔化并且就这样被装载潜热。所述在热方面被分离的晶种随后可以再次使用以便再度利用所述潜热存储器，从而必要时可以节省用于-比如通过所述存储介质的局部的过度冷却-再度产生晶种的能量。

按照另一种优选的改进方案，所述晶种提供机构构造用于向所述存储介质加载热力学上的潜能参量，用于在存储介质中产生晶种。在此有利地根据存储介质来如此选择所述热力学上的潜能参量比如温度、压力，从而至少在所述存储介质的局部的范围内调节相应的条件，所述条件可靠地实现晶种的自发的形成。这能够实现所述潜热存储器的点火机制的特别高的可靠性，因为所述点火机制不取决于比如对于较热的环境条件来说在隔离装置中在实际上成功地保存了晶种。优选所述晶种提供机构具有用于将所述存储介质局部冷却到所述存储介质的在统计学上足够可靠的晶种形成温度的冷却装置。这一点可以特别容易并且无危险地比如借助于珀耳贴元件或者珀耳贴元件的串联的布置结构来得到实现。